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三星加速布局碳化硅产业,传已启动8英寸产线工艺研发

2023-04-14 来源:谱析光晶

据韩媒报道,三星电子正在加速进军下一代功率半导体市场。据了解,今年早些时候,在组建了与SiC(碳化硅)和GaN(氮化镓)器件开发相关的功率半导体TF后,他们正积极投资研发和原型生产所需的设施。




特别值得一提的是投资的工艺领域。就 SiC 而言,6 英寸工艺最近才如火如荼。尽管如此,三星电子正试图引进更先进的“8英寸”工艺设备。业界看到,考虑到真正进入SiC市场的时间,三星电子正在采取直奔8英寸而不是6英寸的策略。


3月30日,据韩媒THELEC报道称,三星电子正在推进设备投资,以开发8英寸SiC/GaN工艺。据了解,迄今为止完成的投资仅在 1000 亿至 2000 亿韩元之间(折合人民币5.3亿-10.6亿元)。该行业正在寻找一个可以超越简单开发和批量生产原型的水平。 


SiC和GaN被认为是下一代功率半导体材料。与传统的硅相比,它具有出色的耐高温和高电压耐久性和功率效率。尤其是SiC的耐久性好,以电动汽车为代表的汽车市场对它的需求不断增加。由于开关速度快,GaN被评价为更适合高频环境下的无线通信。


作为回应,三星电子也在今年年初成立了“功率半导体 TF”,进军 SiC/GaN 功率半导体市场。据了解,除了三星电子DS事业部内的主要事业部外,LED事业部和三星高等技术研究院也参与了TF。TF的具体目标是开发8英寸SiC GaN工艺。


LED业务团队和先进技术研究所之所以加入功率半导体TF,与SiC·GaN功率半导体有关。一般来说,LED的晶圆需要通过MOCVD设备在硅上生长GaN等氮化物材料。


MOCVD是一种使用金属有机原料形成薄膜的沉积方法,也用于制造SiC·GaN晶圆。其中一个共同点是,用于Micro LED的晶圆为8英寸。同时,高等技术研究所被评价为积累了高水平的GaN相关技术。


一位韩国的知情人士表示,我了解到三星电子决定推动一项计划,将用于 SiC 和 GaN 开发的 LED 工艺中使用的部分 8 英寸设备混合使用,以提高开发效率。


同样值得注意的是,三星电子为何从8英寸开始着手开发SiC工艺。与GaN已经普及8英寸晶圆不同,SiC仍以4英寸和6英寸晶圆为主。8英寸晶圆还没有达到商业化。最早2024-2025年,Wolfspeed、Twosix、SK Siltron等大厂正式定下8英寸SiC晶圆量产的目标。


因此,业界认为,考虑到进入实际SiC市场的时机,三星电子正在尝试从8英寸而不是6英寸开始开发工艺。在类似的背景下,DB HiTek 计划使用 6 英寸进行 SiC 工艺的初步开发,并从 8 英寸开始进行实际的功率半导体量产。


事实上,三星电子正在投资 8 英寸工艺设施,用于 SiC/GaN 开发。据了解,仅迄今为止的投资额就超过1000亿至2000亿韩元。据估计,投资规模足以实现原型的量产,而不仅仅是简单的开发。


据称,三星电子内部对下一代功率半导体业务抱有相当大的热情。一位业内人士暗示说:随着Kyung-hyeon 总裁负责 DS 部门,功率半导体业务正在蓄势待发。


事实上,韩国早在2000年就开始布局第三代半导体产业,并在近年来不断加大力度,频频发力,政策发布,企业扩产收购不断。


2000年韩国制订了GaN开发计划,政府在2004~2008年投入4.72亿美元,企业投入7.36亿美元以支持韩国进行光电子产业发展,使韩国成为亚洲最大的光电子器件生产国。


2009年韩国发布《绿色成长国家战略》,全力发展环保节能产业,并致力于使得该产业成为韩国经济增长的主要动力之一。


2010—2012年间投入约4500万美金以推动MOCVD机台实现国产化、引进制程自动化系统并开发高速封装、监测设备。


2016年,韩国围绕Si基GaN和SiC器件启动功率电子国家项目,同时重点围绕高纯SiC粉末制备、高纯SiC多晶陶瓷、高质量SiC单晶生长、高质量SiC外延材料生长4个方向,开展了国家研发项目。


2017年,韩国产业通商资源部(MOTIE)举办研讨会,为了强化系统半导体的竞争力,产、官、学三界联手投资4645亿韩元(4.15亿美元),开发低能源、超轻量和超高速的半导体芯片。


这当中1326亿韩元用于开发先进超轻量传感器、837亿韩元投入低耗能的SiC功率半导体,47亿韩元投资超高速存储器和系统整合设计技术。


2021年,韩国政府对第三代半导体的发展越来越重视,并于同年发布了一份先进功率半导体研发和产能提升计划,计划到2025年将市场竞争力提升到全球水平,以便到那一年韩国至少有5种先进的功率半导体产品上市。


同时,韩国宣布启动“X-band GaN半导体集成电路”国产化课题。韩国无线通信设备半导体企业RFHIC(艾尔福)被选定为课题牵头企业,SK Siltron将参与SiC基板/GaN树脂的制作,LIG nex1负责系统的验证,韩国电子通信研究院(ETRI)的半导体工厂将被用来进行GaN MMIC的制作。


2022年,韩国推出其由国内半导体企业、大学、研究所等组成的“新一代晶体工程部”。以开发新一代功率半导体,应对碳化硅 (SiC)、氮化镓 (GaN) 和氧化镓 (Ga203) 等快速增长的全球功率半导体市场。


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